Στην εκμετάλλευση πετρελαίου, τη συλλογή και μεταφορά πετρελαίου και φυσικού αερίου, τη δειγματοληψία επί τόπου, τις βοηθητικές εργασίες στο κάτω μέρος και την παραγωγή υπεράκτιων πλατφορμών, ειδικά μονωτικά δοχεία χρησιμοποιούνται κυρίως για αποθήκευση μέσων πετρελαίου και αερίου σε σταθερή-θερμοκρασία, αντιπηκτικότητα ρευστού διεργασίας, δειγματοληψία μεσαίας θερμότητας σε εξοπλισμό προστασίας δειγμάτων και εξοπλισμό θερμικής προστασίας. Διαφορετικές από τον εξοπλισμό πολιτικής μόνωσης, οι συνθήκες εργασίας στα πεδία πετρελαίου είναι εξαιρετικά σκληρές, με ξαφνικές αλλαγές θερμοκρασίας, διακυμάνσεις πίεσης, πρόσφυση ψεκασμού αλατιού και διάβρωση που προκαλείται από ιόντα χλωρίου, υδρόθειο και οργανικά οξέα αργού πετρελαίου. Αυτές οι αυστηρές συνθήκες επιβάλλουν υψηλές απαιτήσεις σχετικά με την περιβαλλοντική προσαρμοστικότητα, τη δομική αντοχή, τη διάρκεια ζωής και το κόστος λειτουργίας και συντήρησης των μονωτικών δοχείων.
Επί του παρόντος, ο ανοξείδωτος χάλυβας 316, ο ανοξείδωτος χάλυβας 17-4PH που σκληραίνει με καθίζηση και το κράμα τιτανίου είναι τα τρία κύρια υλικά για τις κοιλότητες μόνωσης πετρελαίου και τις συσκευές μόνωσης δειγματοληψίας. Αυτό το έγγραφο συγκρίνει τα τρία υλικά από τις διαστάσεις της περιβαλλοντικής προσαρμοστικότητας, της δομικής απόδοσης και του κόστους πλήρους κύκλου, παρέχοντας πρακτικές αναφορές επιλογής για την προμήθεια εξοπλισμού πετρελαιοειδών και την υποστήριξη διεργασιών.
1. Συνθήκες Λειτουργίας και Περιβαλλοντική Προσαρμοστικότητα κάθε Υλικού
Η αντίσταση στη διάβρωση και η προσαρμοστικότητα των συνθηκών εργασίας είναι τα βασικά κριτήρια για την επιλογή υλικού εξοπλισμού πετρελαίου και η σταθερότητα του υλικού καθορίζει άμεσα τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού και την ασφάλεια λειτουργίας-στο εργοτάξιο.
316 ανοξείδωτο ατσάλιμπορεί να υπερηφανεύεται για την ισχυρότερη καθολικότητα για τα χερσαία κοιτάσματα πετρελαίου. Με την προσθήκη μολυβδαινίου, παρουσιάζει εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση με αυλάκια και στη διάβρωση με ρωγμές, προσαρμόζεται σταθερά σε πετρελαιο-μεικτά μέσα, καθαρό νερό επεξεργασίας και ήπιο ψεκασμό αλατιού σε συμβατικά χερσαία κοιτάσματα πετρελαίου. Διαθέτει εξαιρετική ανθεκτικότητα σε υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες χωρίς ψυχρή ευθραυστότητα και δεν είναι επιρρεπής σε παραμόρφωση, απολέπιση ή διάβρωση υπό συχνές διακυμάνσεις θερμοκρασίας και πίεσης. Με ανώτερη απόδοση διαμόρφωσης και συγκόλλησης υπό κενό και σταθερή στεγανότητα κοιλότητας, χρησιμοποιείται ευρέως σε συμβατικές συνθήκες εργασίας, όπως η συλλογή και η μεταφορά εδάφους, η δειγματοληψία στο χώρο-και η μόνωση σταθερής θερμοκρασίας σταθμού. Ωστόσο, έχει περιορισμένη αντοχή στην ακραία διάβρωση. Σε περιβάλλοντα με θαλασσινό νερό υψηλής συγκέντρωσης-χλωριούχου άλατος, υψηλής περιεκτικότητας-υδρόθειου και βαθιάς-θαλασσιάς ισχυρού αλατιού, το φιλμ παθητικοποίησης του είναι ευάλωτο σε ζημιές, με αποτέλεσμα τη διάβρωση και τη διαρροή με λακκούβες, καθιστώντας το ακατάλληλο για μακροχρόνια{10}υπηρεσία σε υπεράκτια και διαβρωτικά μπλοκ.
Ανοξείδωτος χάλυβας σκλήρυνσης καθίζησης 17-4PHχαρακτηρίζεται με εξαιρετικά-υψηλή μηχανική αντοχή. Μετά την επεξεργασία γήρανσης, η αντοχή του σε εφελκυσμό είναι πολύ υψηλότερη από αυτή του ανοξείδωτου χάλυβα 316, με εξαιρετική αντοχή σε υψηλή πίεση, παραμόρφωση και κόπωση από κραδασμούς. Είναι κατάλληλο για συνθήκες εργασίας κάτω από οπή με υψηλή πίεση, υψηλό φορτίο και συχνή πρόσκρουση πίεσης και μπορεί να επιλύσει αποτελεσματικά την παραμόρφωση, τη χαλάρωση και το ράγισμα λόγω κόπωσης των κοιλοτήτων μόνωσης υψηλής πίεσης και των εξαρτημάτων που φέρουν πίεση{{5}. Παρ 'όλα αυτά, έχει ασθενή αντοχή στη διάβρωση, η οποία είναι κοντά στο ανοξείδωτο ατσάλι 304 και πολύ κατώτερο από το ανοξείδωτο χάλυβα 316. Είναι επιρρεπές σε διάβρωση λόγω καταπόνησης και ρωγμές σε περιβάλλοντα που περιέχουν χλώριο{10}}περιέχουν θείο{11}}και με υγρό ψεκασμό αλατιού. Είναιισχύει μόνο για κατασκευές που φέρουν υψηλό-φορτίο πίεσης-υπό συνθήκες χαμηλής-διάβρωσης και ξηρής εργασίας, και απαγορεύεται αυστηρά για υπεράκτιες πλατφόρμες και πετρελαιοπηγές με υψηλό-θείο.
Κράμα τιτανίουείναι το βέλτιστο υλικό για ακραίες διαβρωτικές συνθήκες εργασίας. Στην επιφάνειά του μπορεί να σχηματιστεί ένα πυκνό αυτο-επισκευαζόμενο φιλμ παθητικοποίησης, επιτρέποντας-μακροχρόνια αντίσταση στη βύθιση στο θαλασσινό νερό, σε ψεκασμό αλατιού υψηλής-πυκνότητας, υδρόθειο, όξινα μέσα διοξειδίου του άνθρακα και εναλλασσόμενες συνθήκες εργασίας σε υψηλή και χαμηλή θερμοκρασία χωρίς σχεδόν κανένα κίνδυνο διάβρωσης ή διαρροής. Εν τω μεταξύ, το κράμα τιτανίου ζυγίζει μόνο το 50% του ανοξείδωτου χάλυβα, με προφανή ελαφριά πλεονεκτήματα και υψηλή ειδική αντοχή, που μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά το φορτίο του υπεράκτιου εξοπλισμού πλατφόρμας και είναι κατάλληλο για μονωτικές συσκευές δειγματοληψίας υψηλών-και φορητό εξοπλισμό μόνωσης ακριβείας. Το μόνο μειονέκτημά του είναι η σχετικά απαλή υφή με κακή αντοχή στην κρούση και τη φθορά, καθιστώντας το αδύναμο σε σκληρές συνθήκες εργασίας με ισχυρή κρούση.
2. Σύγκριση κόστους υπηρεσίας πλήρους-κύκλου
Η επιλογή υλικού για πετρελαιοπηγές δεν πρέπει να επικεντρώνεται μόνο στην τιμή προμήθειας μονάδας, αλλά να αξιολογεί συνολικά το κόστος της πρώτης ύλης, το κόστος επεξεργασίας, το κόστος λειτουργίας και συντήρησης, το κόστος αντικατάστασης και την απώλεια διακοπής λειτουργίας.
316 ανοξείδωτο ατσάλιέχει επαρκή προσφορά αγοράς και μέτρια τιμή μονάδας. Οι διαδικασίες διαμόρφωσης λεπτού-τοιχώματος, συγκόλλησης και ανόπτησης διαλύματος είναι ώριμες, οι οποίες προσαρμόζονται στη δομή κενού ακριβείας διπλής-στρώσης των μονωτικών δοχείων, με υψηλή απόδοση επεξεργασίας και χαμηλό κόστος μαζικής παραγωγής. Υπό συμβατικές συνθήκες χερσαίας εργασίας, η διάρκεια ζωής του μπορεί να φτάσει τα 8-10 χρόνια με χαμηλό ποσοστό αστοχίας και μηδενική καθημερινή συντήρηση, αποφεύγοντας τη συχνή αντικατάσταση και την απώλεια λειτουργίας. Παρέχει την καλύτερη απόδοση πλήρους-κύκλου κόστους και είναι κατάλληλο για μεγάλης κλίμακας-τυποποιημένες εφαρμογές υποστήριξης σε κοιτάσματα πετρελαίου.
Ανοξείδωτο ατσάλι 17-4PHέχει τιμή πρώτης ύλης κοντά στα 316 ανοξείδωτο χάλυβα, αλλά το συνολικό κόστος επεξεργασίας του είναι πολύ υψηλότερο. Διαθέτει υψηλή σκληρότητα και δύσκολη κοπή, με εύκολη αναπήδηση κατά τη διαμόρφωση λεπτού-τοιχώματος. Η αντοχή και η αντοχή του στη διάβρωση μειώνονται σημαντικά μετά τη συγκόλληση, απαιτώντας δευτερογενή θερμική επεξεργασία γήρανσης, η οποία οδηγεί σε περίπλοκες τεχνολογικές διεργασίες και μεγάλους κύκλους παραγωγής. Επιπλέον, λόγω της χαμηλής αντοχής στη διάβρωση, γερνάει και αποτυγχάνει εύκολα υπό κανονικές συνθήκες εργασίας με συχνή συντήρηση. Είναι κατάλληλο μόνο για μικρές-παρτίδες ειδικές δομικές στηρίξεις υψηλής-πίεσης και δεν μπορεί να εφαρμοστεί γενικά.
Κράμα τιτανίουαπαιτεί την υψηλότερη αρχική επένδυση. Το κόστος πρώτης ύλης του είναι 5-8 φορές μεγαλύτερο από αυτό του ανοξείδωτου χάλυβα 316, με υψηλές απαιτήσεις για μορφοποίηση και συγκόλληση (η πλήρης προστασία αδρανούς αερίου είναι υποχρεωτική), με αποτέλεσμα υψηλό κατώφλι διεργασίας, χαμηλή απόδοση και πολύ υψηλότερο κόστος τελικού προϊόντος από τον ανοξείδωτο χάλυβα. Ωστόσο, παρουσιάζει εξέχοντα πλεονεκτήματα σε ακραίες συνθήκες εργασίας, όπως περιβάλλοντα ανοιχτής θάλασσας, υψηλής-αλατιού και-υψηλού θείου. Με διάρκεια ζωής άνω των 15 ετών και μακροπρόθεσμη δωρεάν λειτουργία{10}}μακροχρόνιας συντήρησης, μπορεί να μειώσει σημαντικά το κόστος αντικατάστασης εξοπλισμού, τερματισμού λειτουργίας συντήρησης και αντιδιαβρωτικής συντήρησης, παρέχοντας καλύτερα οικονομικά οφέλη πλήρους{12}}κύκλου για υπεράκτιο εξοπλισμό πετρελαίου και φυσικού αερίου υψηλής ποιότητας.
3. Συμπεράσματα και Προτάσεις Επιλογής Υλικού
Δεν υπάρχει απολύτως βέλτιστο υλικό για δοχεία μόνωσης πετρελαίου και η επιλογή πρέπει να συνδυάζεται με τις πραγματικές συνθήκες εργασίας. 316 ο ανοξείδωτος χάλυβας έχει ισορροπημένη συνολική απόδοση και υψηλή απόδοση κόστους, κατάλληλο για τα περισσότερα συμβατικά χερσαία κοιτάσματα πετρελαίου, συγκέντρωση εδάφους και μεταφορά και σενάρια μόνωσης δειγματοληψίας. 17-4Ο ανοξείδωτος χάλυβας PH διαθέτει υψηλή αντοχή και υψηλή αντίσταση στην κόπωση{2} υψηλές-φέρουσες κατασκευές υπό συνθήκες χαμηλής-διάβρωσης. Το κράμα τιτανίου διαθέτει κορυφαία{6}}αντοχή στη διάβρωση, ειδικά σχεδιασμένο για ακραίες συνθήκες εργασίας υπεράκτιων πλατφορμών, βαθέων υδάτων και περιβαλλόντων υψηλής-διάβρωσης. Η επιλογή υλικού πετρελαιοειδών θα ακολουθεί τις αρχές της «προτεραιότητας διάβρωσης, προσαρμογής αντοχής και βέλτιστου πλήρους{9}}κύκλου κόστους». Η εύλογη αντιστοίχιση υλικών με βάση{11}}τα μέσα του ιστότοπου, τις συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης και τις απαιτήσεις διάρκειας ζωής μπορεί να διασφαλίσει την ασφαλή και σταθερή λειτουργία του εξοπλισμού ελέγχοντας παράλληλα το συνολικό κόστος μηχανικής.